锂电池隔膜行业现状与发展趋势探讨

张伟，吴耀根（佛山市金辉高科光电材料有限公司，广东佛山，528000）

锂电池隔膜行业现状与发展趋势探讨

张伟，吴耀根（佛山市金辉高科光电材料有限公司，广东佛山，528000）

随着移动设备、电动工具、储能等的高速发展，全球对锂离子电池的需求随之增长迅速，并带动了锂离子产业和锂电池隔膜产业的发展。本文阐述了锂电池产业的发展现状及发展空间，并对锂电池隔膜的发展现状和趋势进行了探讨。

锂离子电池；锂离子电池隔膜；行业现状；发展趋势

1.锂离子电池产业概况

1.1 锂电池产业总体情况

1.1.1 全球锂电池产业情况

随着移动设备、电动工具、储能等的高速发展，全球对锂离子电池的需求随之增长迅速，并带动了锂离子产业规模的发展。

在市场需求方面，据真锂研究预计，今后5年锂离子电池市场需求仍会以接近50%的年均复合增长率高速成长，到2018年全球需求总量将超过38500万kW h，是2013年的7倍以上，超越铅酸电池成为用量最大的二次电池产品（图1）。

图1 2011—2018年全球锂离子电池市场发展预测

在产业规模方面，据IIT统计数据显示，2005-2013年，全球锂电池市场规模从56亿美元增长到141亿美元，复合年增长率12.1%，预计2022年市场规模将422亿美元，未来十年复合年增长率预计为12.9%（图2）。

图2 2005-2022年全球锂电池市场规模趋势及预测图

1.1.2 中国锂电池产业情况

（1）中国锂电池市场需求情况

受国家政策及下游行业的拉动，我国201 1—201 4年锂电池市场需求的年增幅较大，201 2年44.79%，2013年67.26%，2011-2013年均复合增长率高达55.62%，2014估计达60%以上（图3）。其中2013年市场增长的动力主要来自于智能手机、移动电源、电动自行车等，2014年除上述市场之外，最大动力来自电动汽车和基站电源。而且在全球的市场需求中，中国市场占比也上升较快，2011年和2012年在17%-18%之间，2013年快速上升到21.5%（25%），估计2014年占比还是上升。

图3 2011—2014年中国锂电池市场需求统计

（2）中国锂离子电池产量及产业规模

市场需求的迅速增长使国内锂电池产量不断增加，产业规模不断扩大。产量方面，据AskCIData数据显示，2014年中国锂电池产量高达52.8亿支，同比增长了10.9%。2010—2014年中国锂电池产量持续大幅增长，增长率均高于10%（图4）。

图4 2010-2014年中国锂电池产量增长趋势图（万支）

产业规模方面，据CCM数据显示，2014年，锂离子电池市场规模为715亿元，同比增长21.1%，其中当年3C市场用锂离子电池增长6%，全国销售规模为580亿元；储能用锂离子电池，包括通信和新能源应用，需求15亿元。该公司预测，到2017年，锂离子电池产业规模将暴增至400%，达200亿Ah，超过2013年全世界产能的2倍多（图5）。

图5 中国锂电池市场规模及预测

1.2 锂离子电池产业发展空间

1.2.1 国家政策大力支持

由于锂电池隔膜属于国家鼓励发展的电池配套材料，符合国家《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南》，同时属于“国家中长期科学和技术发展规划纲要 （2006-2020年）”中所列：高效能源材料技术中的高效二次电池材料及关键技术专题。我国出台的《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》确定的七大战略性新兴产业中，“新能源、新材料、新能源汽车”等三项都与锂离子电池有关。新能源汽车产业的重点是纯电动汽车和插电式混合动力车，锂离子电池是其成败的关键要素之一。无论是蓄能电池还是动力电池，其基础都是材料，因此，发展锂离子电池材料对于推动我国战略性新兴产业的发展具有极大的意义。此外，为推广新能源汽车的使用，国家政策密集出台（表1）。未来，我们的政策环境将越趋利好。

表1：国家近年来在电动车方面的政策法规

1.2.2 下游新能源汽车行业的强劲拉动

（1）国内方面

在政府直接补贴、牌照优先、公务用车加大新能源车占比等政策扶持下，电动汽车推广呈爆发式增长。据中国汽车工业协会统计数据显示，2014年新能源汽车生产78499辆，销售74763辆，比上年分别增长3.5倍和3.2倍。预计2015年新能源汽车将延续2014年的快速增长趋势，保持同比2-3倍的增长，年产销量将达15-20万辆。

随着新能源汽车销量的进一步提高，业内预计，2016年之前锂电池或将进入供应紧张的阶段，强烈的需求更进一步凸显了产能的短暂性不足。据介绍，在此前，国内电动汽车企业在产能设计之初考虑到国内市场需要较长时间培育，多数企业仅有一条生产线处于生产状态。再加上新能源动力电池对产品的要求较高，企业在选材和生产上都需要一段时间，因此，据其预测，国内锂动力电池要达到供需平衡，最快也要等到2017年。未来几年，锂电池生产企业将迎来业绩持续高增长阶段。

随着中国电动汽车销量的大幅增长，锂离子动力电池市场正开始进入黄金期。到2017年，锂离子电池产业规模将暴增400%。

（2）国际方面。

2014年美国电动汽车销量一直处于火爆状态，2014年1-8月累计销量76799辆，同比大增28%。欧洲市场方面，知名跨国咨询公司奥纬日前发布的调查报告显示，到2030年，欧洲市场上包括插电式混合动力汽车、电动汽车等在内的新能源汽车年销量占比将从2012年的1%猛增到20%。

以新能源汽车的代表企业特斯拉为例，2013年特斯拉公司实现营收约20亿美元，同比增长3.9倍，2014年营收31.98亿美元，同比增长58.9%。斯拉预计，2016年仅其一家公司需要的锂电池用量将会超过目前全球的3C市场锂电池总用量。

1.2.3 消费类电子产品市场的持续增长

随着智能手机、平板电脑、移动电源的快速增长，国内3C锂电池市场需求持续增长。具体市场预测情况如下（表2）：

表1：2013-2017年 中国消费类电子产品用锂电池市场预测 单位：万 wkh

总体来说，3C市场对锂离子电池的需求增长比较有限，预计今后几年的增长速度会维持在15%左右（真理研究认为）。由于国内企业在智能手机、移动电源等产业上发展较快，因此，该市场国内企业的供应量在未来几年大致会维持27.01%的年均复合增长率，发展速度高于全球。目前中国大多数锂离子电池企业都集中在这个市场，不过随着动力电池市场的发展及中国电池企业技术水平的提高，这一情况将有所改变。

1.2.4 严格的环保要求催生锂电发展新机遇

新《环境保护法》首次将“保障公众健康”写入总则第一条，鼓励推广使用洁净新能源。而即将修订的《大气污染防治法》在突出源头治理、明确排放总量控制和排污许可、强调科技治霾等方面，提出许多有效实用的措施，也提出了鼓励和支持开发、利用清洁能源。由此，业内专家表示，未来以锂电为代表的新能源产业前景将十分光明，无污染锂离子电池将迎来新的发展机遇。

2.锂离子电池隔膜现状及发展趋势

2.1 锂电池隔膜的作用

在锂电池的结构中，电池隔膜是关键的内层组件之一，也是技术壁垒最高的一种高附加值材料，约占锂电池成本的20%-30%。隔膜的好坏决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池容量、循环以及安全性能等特性，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。

2.2 锂电池隔膜行业的现状

2.2.1 锂离子电池隔膜行业需求增幅较大

图6 2009—2013年中国锂电池隔膜市场容量及增速注：市场容量指国内电池企业对隔膜的需求量，包含进口隔膜和本土企业生产的隔膜

作为世界上最大的锂电池生产制造基地和第二大锂离子电池生产国和出口国，中国对隔膜的需求日益增加。2013年，中国国内隔膜的市场容量为5.38亿平方米，同比增长40.40%（图6）。2013年国产隔膜的产量约为国内隔膜市场容量的50%左右，但是同比增速保持了54.31%（图7）。

图7 2009—2015年中国国产隔膜产量及增速统计及预测

2.2.2 低端市场产能过剩，产品价格不断下降，账期加长

据不完全统计，目前国内已有50多家企业已建成、在建或者计划投资上马锂电池隔膜项目，其中真正量产的有十多家，规划的产能达到8.4亿㎡。考虑到其他在建或筹建、未公布的项目，如果全部项目都在2015年投产，总产能将为23亿㎡，远超全球锂电池隔膜需求量。与此同时，产能的迅速扩张也使隔膜价格一路下滑：2013年湿法隔膜平均价格在6.2元/平方米，现在约4.5元/平方米；干法隔膜的价格较3年前累计下降70%左右，毛利率一降至25%左右（图8）。

图8 国内锂电池隔膜价格走势

除价格下降之外，隔膜行业的数期也在不断加长。由于隔膜行业产能严重过剩、三角债等原因，“收账难”问题一直困扰着绝大部分的隔膜厂商。虽然动力电池企业的账款相对比较容易收，但目前能进入动力电池供应链的隔膜企业仍然较少。

据预计，未来几年国内隔膜行业价格竞争将愈趋激烈，迎来行业大洗牌，缺技术、少品牌、短资金这将被淘汰出局，尤其是中小企业境地不容乐观。市场特征将呈现强者恒强、弱者出局的趋势。

2.2.3 高端产品进口比重较大，但国产隔膜厂家进步明显

由于隔膜具备较高的技术壁垒，隔膜是最后一个实现国产化的锂电池关键性材料，所以，国产隔膜厂商与国外厂商相比仍有一定差距，目前国内中高端隔膜市场进口比重依然较大（图9）。不过，随着行业发展，到2014年，国产隔膜替代进口膜的步伐已逐步加快，进军高端市场的隔膜也越来越多。金辉高科凭借稳定的产品制程能力和质量水平，已成功获得海外知名企业S公司的供应商资质认证，出口量在逐月上升，海外市场供应体系有望进进一步打开。深圳星源也已成功进入LG供应体系，海外市场不断开拓。

图9 2013年全球锂电池隔膜市场格局

2.3 锂离子电池隔膜发展趋势

（1）从行业整体来看，隔膜的研究方向主要集中在以下几个方面：

①提高产品良品率；由于市场的供过于求，隔膜价格下降导致隔膜企业的利润率已经有了大幅度下滑，外部市场不利的情况下企业要想办法自救。哪家企业能够有较高的良品率，较低的生产成本，哪家企业才能在激烈的市场竞争中生存，提高良品率已经成为企业的当务之急。

②提高隔膜耐热性：技术的进步，社会的发展，安全问题必然会越来越受到社会的重视，所以解决隔膜的耐热性能，谁能生产能在充放电过程中，大面积正、负极短路后仍能保持隔膜完整性的耐高温复合隔膜，谁就占领了先机，谁就有可能和特斯拉一类的企业共舞；

③研制超薄隔膜：随着市场的发展，更轻薄、更小巧的3C电子产品将不断进入我们的生活，这类产品需要更薄的锂离子电池隔膜来制作电池，同时，锂电池对容量的追求也需要薄膜往轻薄化方向发展。但超薄隔膜的生产制备对设备、工艺的要求很高，企业如果能够掌握超薄隔膜的制作技术必然在未来的竞争中处于非常有力的位置。

④提高隔膜的吸液性能：目前锂离子电池的容量问题已经越来越突出，不管是智能手机还是动力汽车，其待机时间或续航里程与消费者的需求之间的矛盾日益突出。如果企业在超薄电池隔膜方面难以有更好的突破，可以想办法改善隔膜的吸液性能，因为改善吸液性能同样能够提高电池的容量。

⑤研发聚合物电解质隔膜、纤维隔膜等新型隔膜产品。研究这些隔膜会有一定的风险，因为中国改革30多年的经验告诉我们，模仿跟随的办法相对容易成功，创造发明的方式则比较挫折。如果能够通过自身的努力开辟出一条新的途径，毕将成为行业的标杆，利润是难以想象的。表3，不同类型隔膜的特点。

表3

（2）从改进隔膜性能方面来讲，目前主要有三种思路：

①在PP膜和PE膜的基础上增加功能性涂层，以满足对高温特性等特殊需求。功能性涂层不但可以改善隔膜的耐热性能，还可以解决隔膜的亲电解液性能，各个企业所采用的配方和涂布形式有所不同。

②无机或有机材料共混PE、PP膜：改善耐热性的另外一种方法是将PE和耐热的无机粒子或PP进行混合制备电池隔膜，这样能够结合各种材料的优点。

③彻底改变基体材料，如采用聚酰亚胺等材料代替传统的PP和PE材料。 聚酰亚胺成本较高，但可以考虑聚酰亚胺和PE的结合使用，也可以考虑其他类型的聚合物材料。

Status and Development trend of Lithium-ion Battery Separator Intustry

Zhang Wei，Wu Yaogen （Foshan Jinhui Hi-Tech Optoelectronic Material Co.,Ltd.，Foshan 528000，Guangdong，China）

With the rapid development of mobile devices, power tools , energy storage, the global demand for lithium-ion batteries also grow rapidly, and promote the development of lithium-ion and lithium battery separator industry.This article described the lithium battery industry development status and space, discussed the status and trends of the development of lithium separator.

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